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Uma metodologia para modelagem e avalia??o da dependabilidade de redes industriais sem fioSilva, Ivanovitch Medeiros Dantas da 21 January 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-01-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ensuring the dependability requirements is essential for the industrial applications
since faults may cause failures whose consequences result in economic losses, environmental
damage or hurting people. Therefore, faced from the relevance of topic, this thesis
proposes a methodology for the dependability evaluation of industrial wireless networks
(WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) on early design phase. However, the proposal
can be easily adapted to maintenance and expansion stages of network. The proposal uses
graph theory and fault tree formalism to create automatically an analytical model from
a given wireless industrial network topology, where the dependability can be evaluated.
The evaluation metrics supported are the reliability, availability, MTTF (mean time to failure),
importance measures of devices, redundancy aspects and common cause failures. It
must be emphasized that the proposal is independent of any tool to evaluate quantitatively
the target metrics. However, due to validation issues it was used a tool widely accepted
on academy for this purpose (SHARPE). In addition, an algorithm to generate the minimal
cut sets, originally applied on graph theory, was adapted to fault tree formalism
to guarantee the scalability of methodology in wireless industrial network environments
(< 100 devices). Finally, the proposed methodology was validate from typical scenarios
found in industrial environments, as star, line, cluster and mesh topologies. It was also
evaluated scenarios with common cause failures and best practices to guide the design
of an industrial wireless network. For guarantee scalability requirements, it was analyzed
the performance of methodology in different scenarios where the results shown the
applicability of proposal for networks typically found in industrial environments / Garantir os requisitos de dependabilidade ? fundamental para as aplica??es industriais,
onde falhas podem conduzir a defeitos cujas consequ?ncias impactam em preju?zos
econ?micos e principalmente danos ambientais e riscos aos operadores. Assim, diante da
relev?ncia do tema, esta tese prop?em uma metodologia para an?lise da dependabilidade
de redes industriais sem fio (WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) ainda na fase de projeto.
Entretanto, a proposta pode ser facilmente estendida para as fases de manuten??o
e expans?o da rede. A proposta utiliza a teoria de grafos e o formalismo de ?rvores de
Falhas para criar automaticamente um modelo anal?tico a partir de uma dada topologia
de rede industrial sem fio, onde a dependabilidade possa ser avaliada. As m?tricas de
avalia??o suportadas compreendem confiabilidade, disponibilidade e MTTF (tempo m?dio
para falha) da rede, como tamb?m medidas de import?ncia dos dispositivos, aspectos
de redund?ncia e defeitos em modo comum. Ressalta-se que a proposta independe de
qualquer ferramenta para analisar quantitativamente as m?tricas visadas. Contudo, para
prop?sito de valida??o da proposta utilizou-se uma ferramenta amplamente aceita na academia
para esse fim (SHARPE). Adicionalmente, um algoritmo para gera??o dos cortes
m?nimos originalmente aplicado na teoria de grafos foi adaptado para o formalismo das
?rvores de Falhas com o objetivo de garantir escalabilidade da metodologia ?s redes industriais
sem fio (< 100 dispositivos). Finalmente, a metodologia proposta foi validada a
partir de cen?rios t?picos encontrados em ambientes industriais, como topologias estrela,
linha, cluster e mesh. Foram tamb?m avaliados cen?rios com defeitos em modo comum
e um conjunto de pol?ticas a serem seguidas na cria??o de uma rede industrial sem fio.
Para garantir aspectos de escalabilidade, uma an?lise de desempenho foi conduzida, onde
pode-se observar a aplicabilidade da metodologia para as redes tipicamente encontradas
em ambientes industriais
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Controle sobre Redes Industriais sem Fio: uma avalia??o de desempenho dos padr?es WirelessHART e ISA100.11aBertelli, Guilherme Pereira Marchioro 18 December 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-12-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Com a ascens?o da Industria 4.0, comunica??o sem fio tem se tornado uma tend?ncia em ambientes industriais, poupando recursos e possibilitando novas applica??es quando comparada com tecnologias cabeadas. Neste contexto, as especifica??es WirelessHART e ISA100.11a tem emergido como solu??es padr?es. Apesar do alto grau de aplicabilidade, devido a natureza de seus desafios (confiabilidade, consumo de energia, toler?ncia a falhas, atrasos constantes), redes industriais sem fio s?o usadas, na maioria das aplica??es, para monitoramento. Devido a esses motivos e o car?ter conservador da industria, a demanda para avalia??o e garantia de confiabilidade em Sistemas de Controle sobre Redes sem Fio (Wireless Networked Control System - WNCS) ? iminente. Visando esclarecer e desmistificar o uso de tecnologias sem fio em malhas de controle na industria, este presente trabalho traz uma vis?o geral de WNCS e experimentos pr?ticos de avalia??o que permitem analisar o comportamento de redes WirelessHART e ISA100.11a no control e de processos atrav?s do controle de uma malha de n?vel por algoritmo PID implementado numa aplica??o host. O estudo fez uso dos kits SmartMesh WirelessHART Starter Kit e Nivis ISA100.11a Integration kit, da Dust-Networks e Nivis, respectivamente, para estabelecer as redes sem fio, aliados aos transmissores de press?o 3051S (Emerson) e EJX110 (Yokogawa), e garante confiabilidade e efici?ncia de aplica??es de controle sobre redes sem fio.
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